Développement et validation d'un test pour déterminer les propriétés photocatalytiques de surfaces autonettoyantes : application aux couches minces de TiO2

par Mohamed Nawfal Ghazzal

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Didier Robert et de Nouari Chaoui.

Soutenue en 2008

à Metz .


  • Résumé

    Actuellement, les verres autonettoyants sont la principale utilisation commerciale des revêtements autonettoyants. Ces derniers sont recouverts par une fine couche transparente de dioxyde de titane qui agit sous l action de l illumination solaire. Deux mécanismes sont en jeu¡: la dégradation des composés organiques par photocatalyse et l élimination de ces mêmes composés par les propriétés superhydrophile de la surface du TiO2. L objectif principal de ce travail était de concevoir un système analytique permettant d évaluer les propriétés autonettoyantes de films de dioxyde de titane (propriétés photocatalyque et superhydrophile), le principe de la mesure étant de suivre in situ la cinétique de décoloration d une solution aqueuse d un colorant azoïque : l orange II, par spectroscopie UV-Vis sous éclairement. Parallèlement, il nous a fallu mettre au point des méthodes de préparation fiables et reproductibles de films minces de TiO2 déposés sur différents verres pour tester notre système. C est la méthode sol gel moyennant un dispositif de dip-coating conçu au sein de notre laboratoire qui s est révélée être la plus efficace pour le dépôt de TiO2 sous forme de couches minces. Trois substrats (en verre) ont été utilisés comme supports : verre ordinaire (sodocalcique), pyrex et quartz. Nous avons montré ainsi que la diffusion des ions sodium au cours du traitement thermique affectait l activité photocatalytique de manière directe car les ions alcalins jouent le rôle de centre de recombinaison des charges photogénérées. Enfin, nous avons mis en évidence l existence possible d une corrélation entre l activité photocatalytique et le caractère super-hydrophile de ces films.

  • Titre traduit

    Development and validation of a method to assess the photocatalytic of self-cleaning surfaces : application to the thin film of TiO2


  • Résumé

    The objective of this thesis is to develop a quick photocatalytic test to asses the photocatalytic performance of the self-cleaning glasses. For that purpose, thin coating of TiO2 was realized as a reference by a sol-gel dip-coating technique. The conditions of the deposited films were studied and so optimized. The poisoning of self-cleaning glasses by the diffusion of the ions sodium during the heat treatment necessary for the obtaining of the photoactive phase was studied by a controlled poisoning of various samples of TiO2 coating. The mechanism of poisoning of the self-cleaning glasses by The diffusion of alkaline ions on the photocatalytic activity is discussed. At the end, a hypothesis on the origin of the super-hydrophilic photoinduced conversion of the surface of the TiO2 films is emitted.

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  • Annexes : Notes bibliogr.

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